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Developing the iTOP kit: Empowering scientists with efficient intracellular delivery of biologicals in hard-to-manipulate cell types

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La tecnologia iTOP per la fornitura di proteine nelle cellule

Il cambiamento dei geni crea spesso nuove proteine, gettando le basi per molte terapie di trattamento delle malattie. I ricercatori di ENTRANCE hanno sviluppato la tecnologia iTOP, un nuovo sistema di editing genetico.

Salute

L’editing genetico è estremamente promettente per molte applicazioni quali immunomodulazione, trattamento del cancro e terapia di disfunzioni congenite. Tuttavia, l’internalizzazione delle proteine di editing genetico presenta molte sfide a causa di peso molecolare elevato e polarità intrinsechi che proibiscono loro di oltrepassare la membrana cellulare.

Il metodo iTOP per la fornitura di proteine di editing genetico nelle cellule

Il progetto ENTRANCE, finanziato dall’UE, ha impiegato una combinazione di piccole molecole per introdurre in modo efficace le proteine di editing genetico all’interno delle cellule. I partner del progetto hanno denominato questo processo «iTOP» (Induced Transduction by Osmocytosis and Propanebetaine) per la , trasduzione indotta da osmocitosi e propanebetaina. iTOP utilizza il sale per causare iperosmolarità e, in combinazione con la propanebetaina composta di trasduzione, attiva l’assorbimento macropinocitotico e il rilascio intracellulare di macromolecole applicate a livello extracellulare. «La scoperta dell’elevata efficienza della tecnologia iTOP nel fornire sistemi di editing genetico in vari tipi di cellule ci ha affascinati. La tecnologia iTOP è basata sul principio “ingresso veloce, clearance veloce”, che rende l’editing genetico non tossico, semplice da utilizzare e altamente efficiente, distinguendolo da altri approcci», spiega il coordinatore del progetto Marco de Boer, amministratore delegato e co-fondatore di NTrans Technologies. La tecnologia iTOP è stata originariamente sviluppata dal gruppo di ricerca di Niels Geijsen presso l’Istituto Hubrecht e l’Università di Utrecht. Le tecnologie di editing genetico sono intese a modificare parti specifiche del genoma per finalità di ricerca o terapeutiche. Nel contempo, esse possono essere efficaci e sicure solo quando fornite alle cellule e ai tessuti appropriati. La fornitura di CRISPR/Cas9 con iTOP avviene sotto forma di un complesso ribonucleoproteico (RNP, ribonucleoprotein), che presenta due importanti vantaggi. Il complesso CRISPR/Cas9 è immediatamente attivo ed introduce in modo efficiente le modifiche desiderate; nel contempo, viene scomposto dopo un periodo di tempo relativamente breve, riducendo il rischio di effetti fuori bersaglio associati all’utilizzo di vettori virali. Inoltre, la fornitura sotto forma di complesso RNP evita problemi immunitari, spesso osservati con la trasmissione virale. I ricercatori NTrans hanno ottimizzato la composizione di iTOP e sviluppato protocolli per la trasfezione più efficace di vari tipi di cellula che includono linee cellulari, cellule staminali e linfociti T. Essi hanno inoltre testato un ventaglio di reagenti per la fornitura di diverse molecole. «Il finanziamento di ENTRANCE si è rivelato fondamentale per lo sviluppo della tecnologia iTOP», sottolinea de Boer. La piattaforma è pronta per la commercializzazione e i partner stanno cercando un fornitore consolidato di strumenti CRISPR per le vendite internazionali. Gli sforzi in corso si concentrano sullo sviluppo di una nuova endonucleasi CRISPR proprietaria che, in combinazione con iTOP, offrirà una piattaforma terapeutica unica per immunoterapia e applicazioni genomiche. NTrans sta inoltre compiendo i prossimi passi verso lo sviluppo clinico per il trattamento della distrofia muscolare di Duchenne. «La nostra missione consiste nel tradurre la tecnologia iTOP unica in nuove terapie rivoluzionarie per il trattamento di malattie genetiche e cancro», conclude de Boer.

Parole chiave

ENTRANCE, iTOP, trasferimento di geni, CRISPR/Cas9

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